[发明专利]一种自嵌入双功能图像水印方法

说明书

技术领域

本发明涉及图像处理和信息安全领域。本发明设计一种自嵌入双功能图像水印方法，对数字图像同时进行版权保护和内容认证。

背景技术

根据数字水印的鲁棒性，数字水印算法可以分为鲁棒数字水印算法、脆弱数字水印算法和半脆弱数字水印算法。鲁棒图像水印算法^[1-10]用于对原始图像进行版权保护；脆弱图像水印算法^[11-14]用于对原始图像进行内容认证；半脆弱图像水印算法^[15，16]用于在某种程度上同时实现版权保护和内容认证，但往往很难在只嵌入一个半脆弱水印就同时具有很强的抗攻击鲁棒性和很敏感的篡改检测脆弱性。零水印算法^[1，2]是一类特殊的鲁棒图像水印算法，在不改动原始图像的前提下提取其稳定特征产生鲁棒零水印实现版权保护。自嵌入脆弱图像水印算法^[11-13]是一类特殊的脆弱图像水印算法，其原理是提取原始图像的特征产生脆弱水印然后自嵌入到原始图像，而不是将外在的水印嵌入到原始图像，其特殊之处就在于利用了自嵌入技术。

现有图像水印算法往往存在功能单一的局限性。为了使一个图像水印算法能同时具备版权保护和内容认证双重功能，可以在原始图像中嵌入鲁棒水印和脆弱水印两个水印。脆弱水印因其脆弱性容易遭破坏，所以两个水印的嵌入顺序一般是先嵌入鲁棒水印后嵌入脆弱水印。如果两个水印都是外在的水印，那么一旦嵌入强度控制不好，含两个水印的图像的不可见性可能会比较差。本发明利用自嵌入技术可以在只嵌入一个水印就使水印算法同时具备版权保护和内容认证双重功能，其思路是提取原始图像稳定特征产生鲁棒特征水印，然后再将鲁棒特征水印自嵌入到原始图像的最低m位使之又具有脆弱性，这样就能同时实现版权保护和内容认证，而且又具有非常好的不可见性。鲁棒特征水印通过判断最低m位置0后的子块奇异值范数的最高位奇偶性产生。版权保护通过计算提取的鲁棒特征水印与原始鲁棒特征水印之间的归一化相关度(Normalized Correlation，NC)来实现，内容认证通过判断提取的鲁棒特征水印与攻击图像各子块每个像素的最低m位的一致性来实现。实验结果表明本发明能同时实现版权保护和内容认证，而且又有非常好的不可见性。

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